作者：李彥鵬

彼得.賴斯Peter Rice（1935~1992）

1935年6月16日伴隨著一陣啼哭，彼得·賴斯（Peter Rice）出生於愛爾蘭首都都柏林。成年後在貝爾法斯特女王大學學習航空工程，後來轉為土木工程。1956年，賴斯畢業後就職於奧雅納事務所（Arup），並在接下來幾十年職業生涯中，他為Arup擁有今天的業界聲譽立下了汗馬功勞。因此在成為Arup資深合夥人後，1982年他被特許組建自己的合夥人公司RFR（與Renzo Piano和 Ian Ritchie合夥創建）。

賴斯是20世紀最具天賦的結構工程師之一，曾在二十世紀三個非常重要的建築作品中擔當結構工程師：悉尼歌劇院（與Ove Arup合作），蓬皮杜藝術中心和勞埃德大廈。與他合作的建築師都對他讚譽有加，因為他不僅擁有結構工程師嚴謹的邏輯思維，還擁有詩人般的創造力。

接下來小i將通過對賴斯幾項世界聞名項目的介紹，為大家展示大師傳奇的一生。

初生牛犢不怕虎 牛刀小試露鋒芒

悉尼歌劇院（Sydney Opera House）

悉尼歌劇院的設計從剛開始就極具戲劇化。在眾多的競賽作品中，尤恩·伍重（J?rn Utzon）的設計原本在技術評審階段就已被否決。幸好建築師伊爾·沙裏寧力薦要求複審伍重的設計，才使得這個極具視覺衝擊的建築沒有被扔進歷史的廢紙堆。然而獨樹一幟的建築外形，也隨之帶來了前所未有的結構挑戰。

尤恩·伍重方案草圖

競賽落幕沒多久，伍重開始與結構事務所Arup合作。隨後賴斯被派往悉尼，擔任Arup駐場工程師，當時他只有28歲，負責屋面設計與深化。最初，工程師們想盡辦法要將競賽時的設計付諸實現。競賽時歌劇院的外形為非規則的幾何形狀。賴斯利用他數學與幾何方面的天賦，耗費三年多時間試圖用拋物線去擬合屋面的外形，並結合各種結構形式，來完成混凝土薄殼。但都無法解決外觀上的不規則對日後鋪瓦工程帶來的巨大挑戰。

最終拋物線方案由於其巨大的施工困難被證明幾乎是不可能被實現的，伍重最初的方案不得不被放棄。重新設計提出的「船帆」方案為加肋混凝土殼體。這使得混凝土預製成為可能，並且可以對每個肋單元進行獨立分析設計，大大簡化了屋面的分析計算和施工難度。此時，賴斯負責計算機分析工作，在當時他是為數不多能夠掌握計算機分析技術的結構工程師。

最終，方案定格在了球狀設計。這樣一來，每個殼頂都出自同一球面，簡單的預鑄模才得以重複利用來構造整個外觀。就結構而言，那些弧形的屋肋也均可預製，而且彼此之間都有幾何上的關係。同時屋面瓦片也可被做成標準件，大大節省了造價。

屋頂單球體的幾何構成原理

悉尼歌劇院的設計充分印證了賴斯在數學、幾何及計算機應用方面的天賦。在此期間，賴斯開發了一個關鍵性的3D程序，可將已有單元的實際測量位置與其理論位置進行對比。根據對比結果對下一單元製作與安裝進行相應調整，以確保預製構件的精確安裝和整個屋面鋪裝的順滑。這是計算機技術在建築設計領域的首次應用，無疑是開創性的。

施工中的屋頂（肋拱與屋瓦的幾何關係清晰可見）

萬物各得適 諸法本相通

蓬皮杜藝術中心(Centre Georges Pompidou)

賴斯在他的著作《工程師奇想》中提到，蓬皮杜藝術中心是他職業生涯真正的開始。1971年賴斯力邀建築師羅傑斯和皮亞諾參加彭皮杜中心的競賽。賴斯期望利用裝配巨型結構體系讓結構外露，充分表達結構的力與美。而羅傑斯和皮亞諾則希望探索一種靈活可變的大空間。因此，蓬皮杜中心的投標方案應運而生，並在681份方案中脫穎而出。

蓬皮杜藝術中心室內靈活的無柱大空間

中標的建築方案，不僅實現了室內44.8m的無柱空間，且建築使用功能靈活，需考慮較大的活荷載。中標結構方案原為巨型框架結構，對於大跨度展館顯然合情合理。但最吸引人的建築立面，卻是一道透明的牆體。如果採用巨型鋼框架，這道玻璃牆則更像監獄鐵窗，讓人無法接受。

建築通透的立面

賴斯團隊應用了貝格爾懸臂樑（海因裏希.貝格爾於19世紀60年代發明用於橋樑），優雅地解決了結構、空間和建築的所有矛盾。貝格爾懸臂樑，就像一個轉軸在立柱上的蹺蹺板，短的一頭支撐著主跨的桁架大梁，承擔桁架傳來的剪力；另一端由固定在建築底部的拉桿緊緊拉住。由於桁架樑端為鉸接連接，柱截面得以減小，同時外層立柱被拉桿取代，視覺的幹擾降至最小，透明立面的建築效果得以實現。

結構橫剖面

貝格爾懸臂樑

除了結構形式的創新，蓬皮杜藝術中心最為人稱道的就是它精妙的節點設計。鋼結構建築通常由標準型材建造，連續的生產線保證了質量的可靠，但單調的幾何一致性也妨礙了建築個性化表達。針對這個不尋常的建築，賴斯選擇了鑄鋼。鑄造構件多變的形態充滿設計感，使得結構構件本身成為建築表達的一部分，創造出了意想不到的建築效果。

蓬皮杜藝術中心節點

鑄造工藝自19世紀末以來並無太大的改變，但針對其設計卻缺乏相應的依據。賴斯將一種可以預測金屬在拉力作用下的斷裂表現，即「斷裂力學」（fracture mechanics），的新技術引入結構設計，用於預測貝格爾梁的結構承載力和調整材料成分。今天我們對鑄鋼件的使用已相當普遍，但鑄鋼件的相應理論分析，仍然參考了賴斯的這一思路和方法。

蓬皮杜藝術中心貝格爾梁鑄件

賴斯除了在幾何與計算機分析方面的天賦，最為人津津樂道的就是他對各種材料的應用。無疑，賴斯是材料的探索者，他不發明材料，而是尋求對材料新的使用方式，並將其推向極致，以尋求建築與技術，形式與材質的融合。

梅耶收藏館立面

1981年完成的梅耶收藏館（menilcollection gallery）是皮亞諾和賴斯共同組建事務所之後開始的項目，被皮亞諾認為是他和賴斯合作最好的作品之一。當時，業主要求所有的展廳應有自然採光，皮亞諾根據業主要求，希望通過屋面光線來溝通室內外。因此，賴斯改良了摻雜鐵粉的混凝土，利用它的可塑性來預製曲面「頁片」。並通過將頁片錯落佈置，形成了室內光帶的效果。同時，頁片自身也起到了鋼框架間次梁的作用。

梅耶收藏館細部

1988年，賴斯接受了設計塞爾維亞世博會未來館的任務，業主明確要求高度視覺化的效果，賴斯在此找到了探索傳統石材結構在現代建築中應用的場所，創作了極輕巧的外形。他利用當地的石材，預製了長5m，寬0.8m的構件，並藉助計算機分析，最終完成了現代石材建築飄逸的立面效果。

塞爾維亞世博會未來館

本來只道千鈞重 看破元無一羽輕

拉維特（La Villette）是巴黎最大的公園之一，建築師Adrien Fainsilber負責在此建造巴黎新科學博物館。Fainsilber邀請賴斯擔當結構設計，賴斯拒絕了鋼結構設計部分，但對公園內三座巨大的玻璃房子及玻璃穹頂產生了濃厚的興趣。因為，他將有機會深入研究玻璃這種通透的材料，並將其帶入一個新的紀元。

巴黎新科學博物館

通透是玻璃建築最重要的特點，而在當時，大多數建築的玻璃幕牆均為有框幕牆。賴斯追求的是更加通透、更加純粹的玻璃結構。賴斯深入考察了玻璃的基本特性，研究其作為結構構件使用的可能性。由於玻璃的抗剪承載力較低，若想玻璃獲得最高的承載力，需保證外荷載完全垂直於玻璃平面。換句話說需要玻璃的邊界是在一定範圍內可調的，一方面用於消耗玻璃安裝時的累積誤差，另一方面減少玻璃意外破裂的可能性。

巴黎新科學博物館拉索幕牆示意圖

賴斯提出的解決方案是鉸接螺栓懸掛系統（articulated bolt suspension system ），簡稱Les Serres，系統由四個部分組成：玻璃用於提供面內剛度、懸掛系統（彈簧和夾具）用於夾持玻璃、預應力鋼索用於承擔面外荷載、主鋼結構用於為拉索提供邊界條件。這種典型的拉索幕牆系統，現在我們可以在世界各地的建築上看到。但在當時相關的規範和實際應用中均無可參照依據。評審機構組織了廣泛的同行評議，Arup高級合夥人Jack Zunz開發了專門的程序，證明瞭系統的可靠性和可行性。

拉索幕牆細部

Rice在拉索幕牆上引體向上

拉索幕牆在巴黎新科學博物館的成功應用，促使賴斯將其成功用於諸多項目。包括盧浮宮倒金字塔、Passerelle Lintas人行天橋、巴黎兩座巨大的溫室、戴高樂機場等。以下列一下項目圖片，與大家分享。但由於篇幅所限，小i在此就不一一介紹了。

盧浮宮倒金字塔

Passerelle Lintas人行天橋

Parc Citro?n Cévennes 溫室

事了拂衣去 深藏功與名

賴斯憑藉其分析能力和創造熱情，在其職業生涯中深得同時代建築師的認同，與他合作的建築大師名單在今天仍亮瞎了小i的眼，尤恩·伍重（J?rn Utzon），保羅.安德魯（Paul Andreu），諾曼.福斯特（Normen Foster），理查德.羅傑斯（Richard George Rogers）、倫佐.皮亞諾（Renzo Piano）、弗雷.保羅.奧託（Frei Paul Otto）、貝聿銘（I. M. Pei）等等。但在廣大羣眾眼中，彼得.賴斯（Peter Rice）的名字卻遠沒有與他合作的建築師那樣熠熠生輝。

在賴斯的自傳《工程師奇想》中，他寫道「結構工程師的自我在他人的屏幕後被隱藏了」，「缺乏職業認同感，是工程師最根本的弱點」。他始終認為結構工程師應當被獨立對待，而不是隱藏在建築師身後。謹以此文紀念大師，由於篇幅所限，大師的很多知名作品未被提及，如倫敦斯坦斯特德機場，關西機場，勞埃德大廈等。以下為項目圖片，與大家分享。

倫敦斯坦斯特德機場

勞埃德大廈

水晶宮體育中心

IBM Pavillon

參考資料：

1 「悉尼歌劇院」話題之一| 結構大師彼得·萊斯的駐場故事 DR設計與研究

2 結構工程師——蓬皮杜藝術中心——建築的文化想像 盧永毅等

3 彼得.萊斯——天才的結構工程師 朱曉東

4 Engineer-Timelines.com/

5 en.wikipedia.org/wiki/P

6《工程師奇想》 彼得.萊斯

7圖片來源於谷歌圖片、百度圖片

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